Gapped Two-body Hamiltonian whose Unique Ground State is Universal for One-way Quantum Computation
在凝聚态物理中研究的多体纠缠量子态可以作为量子信息的主要资源，允许任何量子计算仅使用对该态的测量来实现。这样一个普适态将是非常有价值的，只要它在物理上是稳定的，并且在实验上是可以实现的，因为它是由两体最近邻相互作用组成的物理上合理的哈密顿量的唯一基态。我们介绍了这样一种状态，六态粒子组成的六角晶格，并描述了一个一般的方法来分析其性质的基础上，其投影纠缠对状态表示。
2008-12-21 quant-ph
Experimental Performance of a Quantum Simulator: Optimizing Adiabatic Evolution and Identifying Many-Body Ground States
我们利用局域绝热演化方法，实验上建立并确定了一个具有14个自旋的全连通伊辛模型的基态自旋序。局部绝热演化-其中系统演化速率是瞬时能隙的函数-被发现与其他绝热方法相比最大化基态概率，同时只需要$2^N$哈密顿本征值的最低$\sim N$的知识。我们还表明，基态顺序可以被实验确定为所有可能的自旋配置的最可能的，即使当演化是高度非绝热的。
2013-05-10 quant-ph
Benchmarking Variational Quantum Eigensolvers for Entanglement Detection in Many-Body Hamiltonian Ground States
本文使用变分量子特征求解器（VQEs）对由Heisenberg哈密顿量描述的多体系统进行纠缠检测基准测试，发现受哈密顿量相互作用启发的参数化量子电路在代价函数估计上优于问题无关电路。
2024-07-29 quant-ph
Preparing ground states of quantum many-body systems on a quantum computer
制备相互作用经典粒子系统的基态是一个NP难问题。因此，一般来说，没有更好的算法来解决这个问题，而不是穷尽地通过系统的所有N个配置来确定具有最低能量的一个，需要与N成比例的运行时间。量子计算机，如果可以建造的话，可以在时间sqrt（N）内解决这个问题。在这里，我们提出了一个强有力的扩展，这一结果的情况下，相互作用的量子粒子，证明了量子计算机可以准备的基态的量子系统，因为它的经典系统一样有效。
2008-09-16 quant-ph
Quantum simulation of a system with competing two- and three-body interactions
量子相变发生在零温度下，当一个哈密顿量的基态经历一个控制参数的函数的定性变化。我们考虑一个特别有趣的系统与竞争的一个，两个和三体相互作用。根据这些相互作用的相对强度，系统的基态可以是一个产物态，也可以表现出真正的三重纠缠。我们在核磁共振量子模拟器中模拟了这样一个系统，并观察了不同的基态。通过改变一个耦合常数的强度，我们将系统从一个基态推到一个性质不同的基态。我们表明，这些基态可以区分和观察到的自旋或合适的纠缠证人的期望值之间的相关性，它们之间的转换。
2010-03-05 quant-ph
Stabilizer ground states for simulating quantum many-body physics: theory, algorithms, and applications
该研究将稳定子态应用于量子多体基态问题，提出稳定子基态概念，建立等价形式并开发线性扩展算法，数值验证了其可扩展性与效率，为理解和开发先进算法奠定基础。
2025-06-18 quant-ph
Accelerated variational algorithms for digital quantum simulation of many-body ground states
新兴的量子模拟器的关键应用之一是模拟多体系统的基态，因为它在从凝聚态物理到材料科学的各个领域都有很大的兴趣。传统上，在模拟意义上，已经提出绝热演化以将初始化在其基态的简单哈密顿量缓慢地演化为感兴趣的哈密顿量，使得最终状态变为期望的基态。最近，变分方法也被提出并在量子模拟器中实现，用于模拟多体系统的基态。在这里，我们首先提供了绝热和变分方法之间的定量比较，相对于所需的量子资源的数字量子模拟器，即电路的深度和两个量子位的量子门的数量。我们的研究结果表明，变分方法要求不高，这些资源。然而，它们需要与经典优化杂交，这可能收敛缓慢。因此，作为本文的第二个结果，我们提供了两种不同的方法，通过采取一个良好的初始猜测的变分电路的参数，以加快收敛的经典优化。我们表明，这些方法是适用于广泛的哈密顿量，并提供显着的改善优化过程。
2020-09-15 quant-ph
Adiabatic many-body state preparation and information transfer in quantum dot arrays
多体系统的量子模拟是量子技术研究的热点之一。其中之一是当能隙消失使冷却机制失效时，在其基态制备多体系统。绝热理论作为一种替代冷却的方法，可以用来驱动多体系统到其基态。本文研究了量子点阵列中两种最常见的无序现象，即交换耦合涨落和超精细相互作用，并在此基础上研究了这种系统中基态的制备。我们表明，绝热基态准备是非常强大的对这些无序的影响，使其成为良好的模拟模拟器。此外，我们还研究了自旋链上单重态-三重态的绝热经典信息传递。与基态制备相比，转移机制受无序的影响很大，特别是超精细相互作用对性能的破坏性很大。这表明，对于跨这种阵列的通信任务，绝热演化不是有效的，量子猝灭可能是优选的。
2015-04-27 quant-ph
Variational Quantum Eigensolvers with Quantum Gaussian Filters for solving ground-state problems in quantum many-body systems
提出一种结合变分量子本征求解器与量子高斯滤波器的量子算法，用于在NISQ设备上高效求解多体系统基态，在横场伊辛模型上展现出更快的收敛和更高的精度。
2024-03-15 quant-ph
Adiabatic ground state preparation of fermionic many-body systems from a two-body perspective
本文利用剩余哈密顿量两体投影的谱分解设计绝热路径，提出部分分段插值以打破对称性、避开能级交叉，并证明完全分段插值相较直接插值具有更高复杂度。
2023-07-13 quant-ph
Spin lattices with two-body Hamiltonians for which the ground state encodes a cluster state
我们提出了一个构造量子比特晶格的一般过程，该量子比特晶格的哈密顿量由最近邻的两体相互作用组成，使得基态编码成团簇态。我们给出了具体的细节格在一个，两个，和三维，调查周期性和固定的边界条件，以及提出了一个证明这个程序的适用性，任何图形。我们确定这些系统的能隙，这被证明是独立的晶格的大小，但依赖于晶格的类型（特别是，配位数），并调查这个间隙的缩放方面的耦合常数的哈密顿量。我们提供了一个不同的晶格类型的比较分析，其有用性的测量为基础的量子计算。
2009-01-05 quant-ph
Vacuum field correlations and three-body Casimir-Polder potential with one excited atom
计算了一个激发态原子和两个基态原子之间的三体Casimir-Polder势。基于真空涨落的缀饰场关联的物理模型，推广了以前介绍的三个基态原子的模型。虽然一个激发原子的三体势在文献中已经是已知的，我们的模型提供了新的见解的性质的非加性Casimir-Polder力与一个或多个激发原子。
2004-11-04 quant-ph
Non-perturbative k-body to two-body commuting conversion Hamiltonians and embedding problem instances into Ising spins
本文提出了一种代数方法，它允许设计包括相互作用自旋系统的低能子空间在内的几个能级。通过引入辅助量子比特，这种方法允许使用2体哈密顿量精确地捕获k体相互作用。当哈密顿量中的所有项共享相同的基并且不依赖于微扰理论或相关的大谱隙时，我们的方法有效。我们的方法允许问题实例的解决方案被嵌入到伊辛自旋系统的基态能量状态。然后，绝热演化可能被用来将一个计算系统置于它的基态。
2008-05-29 quant-ph
A simple nearest-neighbor two-body Hamiltonian system for which the ground state is a universal resource for quantum computation
我们提出了一个简单的量子多体系统-一个二维量子位格，其哈密顿量由最近邻的两体相互作用组成-使得基态是使用单量子位测量的量子计算的通用资源。这种基态近似于被编码成更大数量的物理量子比特的簇状态。我们使用的哈密顿量是由投射的纠缠对态激发的，它提供了一种透明的机制来产生类似于基态的正方形或其他晶格结构上的编码簇态（以及各种其他量子态）。我们表明，在这种近似的错误采取的形式独立的错误债券发生固定的概率。这种系统的能隙，这在一定程度上决定了它的有用性的量子计算，被证明是独立的晶格的大小。此外，我们表明，这个能隙的缩放的耦合常数的哈密顿量是直接由晶格几何形状。因此，在六边形晶格（对于量子计算也是通用的资源）上获得的近似编码的簇状态可以被示出为具有比具有等效哈密顿量的正方形晶格上的一个更大的能隙。
2006-10-24 quant-ph
Entanglement at the interplay between single- and many-bodyness
解析获得 Bethe 链基态的张量网络表示，发现双费米子系统中需四次近邻酉算符描述相互作用基态，揭示了多体性在矩阵乘积态协议中的关键作用。
2022-09-09 quant-ph
ShadowGPT: Learning to Solve Quantum Many-Body Problems from Randomized Measurements
ShadowGPT是一种基于生成式预训练Transformer的新方法，通过学习量子实验的随机化测量数据，能够准确预测不同Hamiltonian参数空间下的基态能量、关联函数和纠缠熵等量子多体性质。
2024-11-19 quant-ph
Characterizing ground and thermal states of few-body Hamiltonians
一个给定的量子态是少体哈密顿量的基态还是热态的问题可以用来表征状态的复杂性，并且对于可能的实验实现是重要的。我们提供的方法来表征所产生的状态的两个，更一般地说，k-体哈密顿以及这些集的凸包。这导致了新的见解的问题，国家是唯一确定的边缘和概括的概念纠缠。最后，推导出量子模拟的验证方法。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Driving enhanced quantum sensing in partially accessible many-body systems
多体系统的基态临界性是量子增强传感的一个资源，即海森堡精度极限，前提是人们可以访问整个系统。我们表明，部分可达性，在基态的自旋块的传感能力降低到子海森堡极限。为了补偿这一点，我们周期性地驱动哈密顿量，并使用局部稳态进行量子传感。值得注意的是，与基态相比，稳态感测显示出精度的显著增强，并且甚至实现了低频的超海森堡缩放。这种精度提高的起源与Floquet准能隙的关闭有关。这与全局可达性的基态传感的临界能隙消失密切对应。该方案适用于所有可积模型，并可在现有量子器件上实现。
2021-11-26 quant-ph
A variational lower bound on the ground state of a many-body system and the squaring parametrization of density matrices
量子系统$E_{\rm gs} \leqslant \langle Ψ|H| Ψ\rangle$的基态能量$E_{\rm gs}$的变分上界是众所周知的（这里$H$是系统的哈密顿量，$Ψ$是任意波函数）。鲜为人知的是变的{ \it下限}上的基态。我们考虑一个这样的界限，这是有效的一个多体平行四边形不变的晶格系统。这样的晶格可以被划分为直到平移都相同的簇。这种系统的哈密顿量可以写为$H=\sum_{i=1}^M H_i$，其中项$H_i$在第$i$簇上被支持。边界读作$E_{\rm gs}\geqslant M \inf\limits_{ρ_{cl} \in {\mathbb S_{cl}^G}} {\rm tr}_{cl}ρ_{cl} \, H_{cl} $，其中${\mathbb S_{cl}^G}$是单个簇的一些明智选择的简化密度矩阵的集合。后一种变分原理的实现可能会受到集合$\mathbb M$参数化的困难的阻碍，这是变分过程的必要先决条件。这个困难的根本原因是非线性正约束$ρ>0$，这是由密度矩阵满足。密度矩阵的平方参数化，$ρ=τ^2/{\rm tr}\,τ^2$，其中$τ$是一个任意的（不一定是正的）厄米算子，占积极的自动。我们讨论了如何平方参数化可以用来找到变分下界的基态的双折射不变的多体系统。作为一个例子，我们考虑一维海森堡反铁磁体。
2019-02-25 quant-ph
Nonlocal field correlations and dynamical Casimir-Polder forces between one excited- and two ground-state atoms
研究了初始激发态原子与两个基态原子动力学三体Casimir-Polder相互作用中的非定域性问题。结果表明，在三体相互作用中，激发态原子在自发衰变的初始阶段所发射的场的非局域空间相关性可能变得明显。讨论了这一新现象的可观测性。
2006-11-13 quant-ph
Detecting ground-state degeneracy in many-body systems through qubit decoherence
通过与一个量子比特的耦合，我们证明了量子比特退相干可以明确地检测到多体系统中基态简并的发生。我们首先证明了普遍性使用两个波段模型。因此，几个例证，集中在一个，两个和三个维度的拓扑凝聚态系统，提出验证我们的建议。关键在于，当能带在费米表面相互接触时，量子比特的退相干会发生显著变化。此外，它还能部分反映带内的简并性。这一特征意味着量子比特退相干可以用于可靠的诊断基态简并。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finding Quantum Many-Body Ground States with Artificial Neural Network
求解量子多体系统的基态是凝聚态物理中一个长期存在的问题。在这里，我们提出了一种新的无监督机器学习算法，利用人工神经网络的优点，找到一般量子多体系统的基态。该算法不需要假设特征向量的具体形式，能够无偏地求出特征向量，且精度可控。作为例子，我们将此算法应用到一维伊辛和海森堡模型，其中的结果与精确对角化非常匹配。
2019-06-26 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph quant-ph
Machine learning technique to find quantum many-body ground states of bosons on a lattice
本文发展了一种利用前向人工神经网络求解玻色-哈伯德模型多体基态的变分方法。具有单个隐藏层的全连接网络比具有多个隐藏层的全连接网络更好，多层卷积网络比全连接网络更有效。AdaGrad和Adam是运行良好的优化方法。此外，我们还证明了具有不同原子数的多体基态可以由单个网络产生。
2017-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Exact ground states of quantum many-body systems under confinement
利用对均匀量子多体系统基态的认识，可以精确地求出具有限制势的对偶非均匀系统的基态。对于自由空间中具有Bijl-Jastrow形式的基态的完整的亲哈密顿量族，对偶系统被证明包括一个单体调和势和两体长程相互作用。本文还介绍了Nosanov-Jastrow波函数对非谐势和量子固体的推广。我们应用这个精确的映射来构建囚禁系统的自由空间的解决方案与各种对关联函数和粒子间的相互作用的本征态。
2020-05-08 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Graph states as ground states of two-body frustration-free Hamiltonians
基于测量的量子计算（MBQC）框架允许我们将局域哈密顿量的基态看作是普适量子计算的潜在资源。这个领域的一个中心目标是找到具有基态的模型，这些模型对于MBQC是通用的，并且在它们只涉及两体相互作用并且具有小的局部希尔伯特空间维度的意义上也是自然的。图状态是MBQC的原始资源状态，虽然不可能获得图状态作为两体哈密顿量的精确基态，但在这里，我们构建了两体无阻挫哈密顿量，其具有任意好的图状态近似作为唯一的基态。该构造涉及采用具有可转换为具有随机局部操作的图形状态的基态的两体无挫折模型，然后使模型变形，使得其基态接近图形状态。每个图形状态量子比特驻留在更高维粒子的子空间中。这种变形可以应用于两体无阻挫的Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki（AKLT）模型，产生可以用基态的精确张量网络表达式精确求解的哈密顿量。对于星形晶格AKLT模型，其基态不被期望是MBQC的通用资源，应用这样的变形似乎增强了基态的计算能力，将其提升为MBQC的通用资源。当哈密顿量以这种方式变形时，可以观察到计算能力的转变，类似于渗流相变。提高基态的保真度是以缩小能隙为代价的。虽然分析证明这些类型的模型的间隙属性是困难的，在一般情况下，我们提供了一个详细的分析的变形的自旋-1 AKLT状态的线性图形状态。
2014-07-10 cond-mat.str-el quant-ph
Time-Efficient Quantum Many-Body State Synthesis and its Optimization via Warm Start Strategies
University College London（伦敦大学学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
该研究针对量子多体基态制备耗时且易退相干的问题，提出基于短时间演化的高效近似方法，结合热启动策略可优化$n$量子比特哈密顿量基态的制备缩放性能。
2026-08-04 quant-ph
Many-body transverse interactions in the quantum annealing of the p-spin ferromagnet
研究了简单$p$体无限程铁磁伊辛模型的量子退火性能。特别是，我们推广的横向反铁磁相互作用所提出的关和西森作为一个量子驱动器的多体横向相互作用，以了解如果两体相互作用是必不可少的，让系统，以避免麻烦的一阶量子相变。我们的结论是，一般的多体相互作用是有效的，让系统的发展，只有通过二级转变，只要一些次要的条件得到满足。本文还讨论了新驱动项的基态波函数与目标基态的重叠是否是成功的关键因素。
2012-10-10 quant-ph
Irreducible many-body correlations in topologically ordered systems
拓扑有序系统在其基态中表现出大尺度的相关性，这可以通过诸如拓扑纠缠熵之类的量来表征。我们建议，不可约的多体相关的概念，不能被所有的本地相关暗示，也可以被用来作为一个签名的拓扑秩序。在拓扑有序系统中，我们证明了对于一部分具有空穴的系统，约化的密度矩阵表现出不可约的多体关联，当空穴被去除时，这种关联变得可约。这些不可约的相关性的出现代表了拓扑相的一个关键特征。我们分析了外磁场中复曲面编码模型基态的多体关联结构，并指出拓扑相变是由不可约多体关联信号所指示的。
2014-02-18 quant-ph
Measurement-based quantum computer in the gapped ground state of a two-body Hamiltonian
我们提出了一个基于地面码测量的量子计算机方案，它具有两个主要优点。首先，每个逻辑量子比特被编码在具有最近邻两体相互作用的自旋为1的链的带隙简并基态子空间中，使得它具有对噪声的内置鲁棒性。第二，通过沿着按需动态耦合的多个链的单自旋测量来处理计算，以便在关闭与要测量的自旋的相互作用之后保持仅将逻辑信息传送到剩余链的间隙保护的基态。我们描述了在光晶格中使用被捕获的原子或极性分子的实现方式，其中期望间隙分别大到0.2 kHz或4.8 kHz。
2008-07-10 cond-mat.other quant-ph
Ground States of Quantum Many Body Lattice Models via Reinforcement Learning
我们介绍了强化学习（RL）公式的问题，找到基态的多体量子力学模型定义在一个格子。我们表明，随机哈密顿-那些没有一个符号的问题-有一个自然的分解成随机动力学和潜在的奖励函数。映射到RL的开发为连续和离散时间，在前一种情况下的广义Feynman-Kac公式和随机表示的薛定谔方程在后者的基础上。我们讨论了这种映射的神经表示的量子态的应用，拼写出的优势，基于直接表示的系统的波函数的方法。
2021-04-11 cond-mat.dis-nn quant-ph
Exact Ground State of Several N-body Problems With an N-body Potential
我考虑几个N体问题，其中确切的（玻色子）基态和一类激发态是已知的情况下，N体也通过谐振子势相互作用。我表明，对于所有这些问题的确切（玻色子）基态和一类激发态也可以得到的情况下，他们通过N体的形式$-e^2/\sqrt{\sumr^2_i}$（或$-e^2/\sqrt{\sum_{i<j} (r_i - r_j)^2}$）的潜力相互作用。基于这些和以前已知的例子，我猜想，每当一个N体问题是可解的情况下，N体是通过振荡器的潜力相互作用，同样的问题也是可解的情况下，他们是通过N体的潜力相互作用。基于几个例子，我还推测，在任何一种情况下，人们总是可以添加一个N体势的形式$β^2/{\sum_{i} r_i^2}$和问题仍然是可解的，除了在束缚态谱的简并现在大大减少。
1997-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech hep-th
Many-body spin interactions and the ground state of a dense Rydberg lattice gas
我们研究了一维原子格子气，其中里德伯原子被激光激发，其外部动力学被冻结。我们确定了一个参数制度，其中的哈密顿量是很好的近似自旋哈密顿量与准本地多体相互作用，它拥有一个精确的解析基态的解决方案。这个状态是系统所有状态的叠加，这些状态与由逸度加权的相互作用引起的约束相容。我们进行了详细的分析，这种状态表现出一个短范围的相关性和晶体的顺磁相之间的交叉。这项研究还导致我们的一类自旋模型与多体相互作用，允许解析基态的解决方案。
2011-01-23 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Thermodynamics at zero temperature: inequalities for the ground state of a quantum many-body system
证明了零温下单组分多体系统的相互作用能、压强和体积不等式$E_{\rm int} \leq\, P\,V$成立，其中$E_{\rm int}$、$P$和$V$分别为相互作用能、压强和体积.在相当一般的假设下，利用不同粒子数系统的基态能量的Anderson型联系，证明了这个不等式。我们还考虑了在系统中加入杂质粒子的情况，导出了杂质的化学势和两个杂质的束缚态的结合能的不等式。
2021-07-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Probabilistic low-rank factorization accelerates tensor network simulations of critical quantum many-body ground states
我们提供的证据表明，随机低秩因式分解是一个强大的工具，通过张量网络技术的低维晶格哈密顿量的基态属性的确定。特别是，我们表明，随机矩阵分解优于截断奇异值分解的基础上，国家的最先进的确定性例程在TEBD和DMRG风格的模拟，即使当所研究的系统接近一个相变：我们报告的债券或局部尺寸的线性加速，高达24倍，在准二维圆柱形系统。
2017-10-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Bounding the ground-state energy of a many-body system with the differential method
本文提出了用微分法估算多体系统基态能量的一种新的有效方法。的情况下，任意数量的有吸引力的库仑粒子进行了具体研究，我们做了一些有利的比较的差分方法依赖于变分原理现有的方法。更一般的相互作用的治疗鸟瞰图也给出了。
2005-10-28 math-ph math.MP nucl-th
Robust Preparation of Many-body Ground States in Jaynes-Cummings Lattices
Jaynes-Cummings（JC）晶格中的强关联极化激元在整数填充下可以在Mott绝缘相和超流相之间发生量子相变。观察到这种相变的前提是将极化激元激发泵浦到JC晶格中并将它们准备到适当的基态。尽管之前的努力，它仍然是具有挑战性的，以高精度生成多体状态。在这里，我们提出了一种方法的鲁棒制备多体基态的极化激元在有限大小的JC晶格优化的非线性斜坡。我们应用Landau-Zener型的估计，这个有限大小的系统，并推导出最佳的斜坡指数选定的斜坡轨迹，这可以大大提高准备状态的保真度。通过数值模拟，我们表明，通过选择一个适当的斜坡轨迹，在这种方法中的保真度可以保持接近统一的几乎在整个参数空间。该方法对量子模拟器中的高保真态制备具有重要的指导意义，对量子模拟在实际器件中的实现具有重要的意义。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observability of a Sharp Majorana Transition in a Few-Body Model
我们提出了实验观察到的签名拓扑马约拉纳准粒子的相互作用冷原子模型的少体限制[Iemini等。118 200404（2017）]。在此极限下，总的现场密度和单体关联随模型参数的变化而平滑，而计算的晶格两端的互信息则表明系统急剧过渡到拓扑基态.此外，局域密度和宇称测量为观测超冷原子中基态Majorana准粒子提供了一条实验可行的途径。我们的研究结果为利用少体系统作为马约拉纳物理学的试验场奠定了一个充满希望的未来。
2020-10-21 physics.atom-ph quant-ph
A many-body Fredholm index for ground state spaces and Abelian anyons
我们提出了一个多体指数，扩展Fredholm指数理论的多体系统。该指数被定义为任何电荷守恒系统的拓扑有序$p$维基态部门。指数是分数，分母由$p$给出。特别是，这产生了一个新的简短的证明量子化的霍尔电导和李伯-舒尔茨-马蒂斯定理。在指数是非整数的情况下，该参数提供了一个显式构造的威尔逊圈运营商展示了一个非平凡的辫子，可以用来创建分数带电阿贝尔任意子。
2022-03-31 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Ground state of many-body lattice systems: an analytical probabilistic approach
根据费曼-卡茨-型公式的哈密顿晶格系统，我们推导出解析表达式的矩阵元素的演化算子。当中心极限定理适用时，这些表达式在长时间内是有效的。结果表明，通过求解一个简单的标量方程，可以半解析地确定基态能量和基态中的所有关联函数。此外，在无相互作用的情况下，得到了该方程的显式解。
2004-11-16 cond-mat.other hep-lat math-ph
Many-body ground state localization and coexistence of localized and extended states in an interacting quasiperiodic system
研究了无自旋费米子在无公度光晶格中的定域化问题，通过增加无公度势的强度，使无自旋费米子从扩展相转变为非能态多体定域相.我们发现在系统进入多体定域相之前存在一个定域和扩展多体态共存的中间区域，从而将系统分为三个不同的相，这三个相可以用多体本征态的归一化参与率和相应的单粒子密度矩阵的自然轨道分布来表征.这是非常不同的noninterating极限，其中所有的本征态进行离域-本地化transtion时，无公度势的强度超过一个临界值。
2015-05-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Certifying ground-state properties of quantum many-body systems
本文结合变分方法和半定规划松弛，为量子多体系统基态中任意可观测量（如相关函数、结构因子）提供可认证界限，并在海森堡模型中展示其可扩展性。
2024-07-18 math.OC quant-ph
Local reversibility and entanglement structure of many-body ground states
量子多体系统的低温物理在很大程度上受其基态结构的控制。基态使局域相互作用的能量最小化，通常反映强的局域性，例如纠缠熵的面积定律和空间分离的可观测量之间的相关性的指数衰减。在这封信中，我们提出了一个新的表征局域性的量子态，我们称之为“本地可逆性”。它描述了扭转一般扰动对状态的作用所需的操作类型。证明了带隙局域哈密顿量的唯一基态是局域可逆的。这样，我们确定了新的多体基态的基本特征，这不能从上述属性。我们使用局部可逆性来区分享受微观和宏观量子现象的状态。为了证明我们的方法的潜力，我们证明了特定的属性的基态，这是相关的临界和非临界理论。
2017-01-16 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Jastrow-like ground states for quantum many-body potentials with near-neighbors interactions
我们完全解决了将所有具有最近邻和次最近邻相互作用的一维量子势分类的问题，其基态是Jastrow型的，即，Jastrow类型，但仅取决于连续粒子的差异。特别是，我们表明，这些模型必须包含一个三体相互作用项，是与所有以前已知的例子的情况下。我们讨论了几个特殊的情况下，一般的解决方案，包括一个新的双曲潜在的椭圆相互作用的模型，减少到已知的合理和三角在适当的限制。
2017-09-29 math-ph math.MP nlin.SI
Reaching the Limits of Ground-State Metrology with Many-Body Probes
Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学）；Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文研究了多体探针达到基态计量学静态与动力学极限的条件，揭示了短程系统需临界指数满足ν(d+z)=1，长程系统可在有隙时最优，并提出了局部绝热协议实现最优制备，为设计极限精度传感器奠定理论基础。
2026-10-05 cond-mat.other quant-ph
Ground-state energy distribution of disordered many-body quantum systems
极值分布的研究范围广泛的问题，从低温无序系统的平衡特性的自然灾害的发生。本文主要研究无序多体量子系统的基态能量分布。我们推导出一个解析表达式，在调整参数，再现高精度的基态能量分布的系统，我们认为。对于某些模型，它与由高斯随机矩阵得到的Tracy-Widom分布一致。它们包括横向伊辛模型、Sachdev-Ye模型和PXP模型的随机化版本。对于其他系统，如具有随机耦合的玻色-哈伯德模型和用于研究多体局域化的无序自旋1/2海森堡链，其形状与特雷西-威多姆分布不一致。我们的解析表达式捕获了所有这些分布，从而对最低能级起作用，类似于Brody分布对光谱的大部分所起的作用。
2022-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-Body Entanglement Properties of Finite Interacting Fermionic Hamiltonians
Purdue University（普渡大学）；Taylor University（泰勒大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究有限相互作用费米子系统多体纠缠性质，证明其地面态无法达到最大M体纠缠，并探讨其对哈密顿量相互作用强度的约束。
2026-04-02 cond-mat.str-el quant-ph
N Fermion Ground State of Calogero-Sutherland Type Models in Two and Higher Dimensions
在$N$粒子通过长程二体和三体相互作用以及进一步通过谐振子势相互作用的情况下，得到了$N$ -费米子在$D$ -维$(D \geq 2)$中的精确基态.在用$N$ -体类库仑相互作用代替振子势的情况下，得到了$N$ -费米子基态。
1998-04-20 cond-mat hep-th nlin.SI
Multi-body wave function of ground and low-lying excited states using unornamented deep neural networks
本文提出结合深度神经网络与无监督机器学习的方法，计算多体系统基态及低激发态的波函数和能量，并给出玻色子对称化与费米子反对称化的简洁处理。
2023-12-06 cond-mat.other hep-th nucl-th
Window for Efimov physics for few-body systems with finite-range interactions
研究了$N \leq 8$玻色子的两个最低弱束缚态随两体高斯相互作用强度的变化。我们观察到Efimov物理学的有效性的极限。我们计算能量和二阶径向矩作为散射长度的函数。对于全同玻色子，我们发现在$N$-体基态结合之前，会出现两个$(N-1)$ -体态。对于$N \geq 7$，当基态的大小变得小于两体势的范围时，这种模式不再存在。$N \geq 4$的所有均方半径在零结合阈值处保持有限，其中它们分别对于基态和激发态随着$(N-1)^{p}$和$p=-3/2,-3$而变化。减少一个粒子的质量，我们发现更强的结合和更小的半径。相同的粒子形成一个对称系统，而较轻的粒子在基态时离得更远。在激发态中，我们发现全同玻色子分别围绕着轻粒子，或围绕着轻粒子。我们证明，第一激发态的所有强度类似于两个身体晕的一个粒子弱绑定到一个密集的$N$体系统的$N=3,4$。对于$N \geq 5$，此结构不再存在。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
The Interplay between Frustration and Entanglement in Many-Body Systems
经典多体系统的阻挫可以通过图卢兹条件来区分铁磁相互作用和反铁磁相互作用。图卢兹条件的量子版本基于局部基态提供了类似的分类。我们计算了一类具有类海森堡相互作用的模型的全局基态，并分析了它们在挫折、纠缠和简并方面的行为。为此，我们开发了能够量化这三个量之间相互作用的分析和数值分析工具。我们发现，量子图卢兹条件提供了一个适当的分类，然而，可以找到改进。我们的结果显示了如何不同的本地基态影响的相互作用，并铺平了道路，进一步推广和可能的应用到其他量子多体系统。
2018-01-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Accessing ground state and excited states energies in many-body system after symmetry restoration using quantum computers
我们探讨了在量子计算机上进行对称性恢复的可能性，在投影技术之后进行额外的后处理。最终目标是开发基于在量子计算机上预优化的多体试验状态的配置相互作用技术。我们展示了如何投影方法用于对称性恢复可以准备优化的状态，然后可以作为初始状态的量子或混合量子经典算法。我们使用量子相位估计和量子Krylov方法进行后处理。后一种方法与投影后量子变分（Q-VAP）相结合，导致非常快的收敛到基态能量。并讨论了获得激发态能量的可能性。使用配对哈密顿量的不同技术的说明。
2021-11-25 cond-mat.supr-con nucl-ex nucl-th
Fragmented Many-body States of Spin-2 Bose Gas
研究了零磁场中自旋为2的玻色气体的碎裂多体基态.我们指出，与偶数粒子N的自旋为1的情况相反，精确的基态不是简单的旋转不变平均场态的平均。我们构造了精确的基态，并与角平均的极性态和循环态进行了比较。角平均的极性态不能恢复$N$ $\ge$ $6$的精确本征态，而角平均的循环态只维持N的$3$的倍数。我们计算了密度矩阵和两粒子密度矩阵，以显示角平均态与精确态的偏离程度。
2015-04-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stabilizer-Accelerated Quantum Many-Body Ground-State Estimation
该研究提出利用稳定子态加速量子多体系统基态估计，通过分离Hamiltonian并结合图态技术，有效捕捉多体集体性与纠缠特征。
2025-12-03 cond-mat.str-el nucl-th quant-ph
Generating Generalised Ground-State Ansatzes from Few-Body Examples
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（理论与计算科学国家研究所）
通过进化算法和符号语言生成具有普遍性的基态近似态，适用于多体系统并能准确预测基态能量和临界现象。
2025-09-26 cond-mat.str-el quant-ph
